GLACIARES ANDINOS Y CAMBIO CLIMATICORetroceso acelerado de los glaciares desde 30 años y más – Procesos de superficie responsables

del aumento de la ablación - Contexto climático regional - Efectos sobre el recurso agua

Dr Bernard Francou

Glaciologo-Director de Investigacion

1/ Evidencias de las cambios ocurridos en los glaciares de la zona

2/ Los procesos de fusión en la superficie de los glaciares

3/ Una respuesta de los glaciares al clima a nivel regional

4/ Efectos sobre el recurso agua a partir de un ejemplo

Muchos glaciares - de pequeño tamaño -están desapareciendo en los Andes tropicalesEjemplo: Glaciar de Chacaltaya, Bolivia (<0.01km² en 2007)

20001996

2003 2005

1994 Bernard Francou Bernard Francou Bernard Francou

Bernard Francou Bernard Francou

0

50000

100000

150000

200000

250000

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

area

(m2)

IRD-IHH-SENAMHI

El retroceso tambien afecta los casquetes de gran extensión: Ejemplo del volcán Cotopaxi, Ecuador (~12km² en 2006)

-38,5-29,7%

11,813,519,2km²

200619971976

INAMHI-HEI

2006

0

1

2

3

4

1600 1700 1800 1900 2000

Years (AD)

Are

a (k

m²)

Huayna Potosi

Condoriri

Ichu Kota

Charquini

Retroceso de glaciares: un fenómeno secular que se ha acelerado durante las últimas décadas del siglo 20

Reconctrucción de 15 glaciares a partir de morrenas datadas por liquenometría (siglos

17-20) en el norte de Bolivia

Rabatel et al., Quat. Res. (in press, 2008)

~10 morrenas datadas en Bolivia

~1660

~1900

2005

Retroceso de glaciares: un fenómeno secular quese ha vuelto dramático desde los años 1980

-1600

-1400

-1200

-1000

-800

-600

-400

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0

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Cu

mu

lativ

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volu

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in m

m

-400000

-350000

-300000

-250000

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-150000

-100000

-50000

0

Cu

mu

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volu

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in m

² in

Antizana 15a

Antizana 15b

Yanamarey

Broggi

Pastoruri

Uruashraju

Cajap

Zongo (area)

Charquini-S (area)

Chacaltaya (area)

Áreas y longitudes de 10 glaciares monitoreados en los Andes Centrales desde más de 30 años

Francou et al., 2007

INRENA-IHH-INAMHI-EMAAP-Q

-1

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

1940-56 1956-63 1963-74 1974-83 1983-04

m w

.e. /

yr -0.24

-0.33 -0.32

-0.61

-0.88

El retroceso se debe a balances de masaen fuerte déficit

acumulación

ablación

Balance de masa por periodos: glaciarCharquini Sur, Bolivia, 16°S

« Pequeños glaciares » (=0.5 km²) -0.8/-1m eq.agua/año

« Grandes glaciares » (=1.5km²): -0.4/-0.6 m eq.agua/año

Balance de masa

+

ßn = Sc?bn dS + Sa?bn dS

IHH INAMHI

-22000

-20000

-18000

-16000

-14000

-12000

-10000

-8000

-6000

-4000

-2000

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1991

1992

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1994

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1997

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1999

2000

2001

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2003

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2005

2006

2007

Hydrological years

Cum

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mas

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m w

.e.)

b

ChacaltayaZongoAntizana15aCharquini S.

1994

1995

1996

1997

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1999

2000

2004

2005

2006

Fotos Bernard Francou

Evolución del término del Glaciar 15α del Antizana durante la última década

Sin embargo, el retroceso tiene una fuertevariabilidad interanual

retroceso

avance

retroceso

2007

Igualmente, el balance de masa tieneuna fuerte variabilidad interanual

~Sincronismo de evolución = mismo forzamiento climático

IHH-SENAMHI-INAMHI

-4000

-2000

0

2000

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Hydrological years

Spe

cific

net

mas

s ba

lanc

e (m

m w

.e.)

ChacaltayaZongoAntizana15aCharquini S.

1/ Evidencias de las cambios ocurridos en los glaciares de la zona

2/ Los procesos de fusión en la superficie de los glaciares

SW↓

SW↑ LW ↑

LW ↓

Sensible heat flux& latent heat flux

Wind

Precipitation

GLACIER

ATMOSPHERERadiative Balance : all wave-length

Conduction (snow& ice)

MELTING

Key-variables of the energybalance :

• SW↓↑ radiative balance (albedo)

• Long-wave radiation LW↓↑

• Turbulent fluxes H, LE

Key-variables of atmosphere :

• Precipitation (solid/líquid): Mass alimentation, albedo

• Cloudiness y Relative Humidity:

SW, LW, LE/H

• Wind velocity : LE

• Air temperature (sensible heatflux): H

La La ablaciablacióón n dependedepende del balance de del balance de energenergííaa, , queque identificaidentificalos los flujosflujos entre la entre la atmatmóósferasfera y la y la superficiesuperficie del del glaciarglaciar

R + H + LE + G + P = ∆QM

Wagnon et al., 1999; Sicart et al, 2005 J. Geophys. Res.GLACIOCLIM

La ablación en la parte baja de los glaciares se concentra durantelos meses de fuerte aporte radiativo y de precipitación

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

s o n d j f m a m j j a

Net

bal

ance

(m

m w

.e.)

91-2 92-3 93-4

94-5 95-6 96-7

97-8 98-9 99-0

00-1 01-2 02-3

03-4

-1400

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

j f m a m j j a s o n d

1995 1996 19971998 1999 20002001 2002 20032004

Chacaltaya 16°S Antizana-15 0°28S

Fuerte estacionalidad y variabilidad maxima en verano(>90% de la varianza del b.a.)

Estacionalidad reducida y variabilidad maxima durante los equinocios (>90% de la varianza del b.a.)

1) La fusión máxima coincide con la temporada de precipitaciones

2) Importancia del balance radiativo (SW??) via el albedo (dependiendo de las precipitaciones sólidas)

3) La intensidad de la ablación depende de la temperatura atmosférica via el control de fase de las precipitaciones (líquidas/sólidas)

4) El flujo de calor sensible es poco notable -debido a la densidad del aire en la altura (<500hPa)-

5) El flujo de calor latente (importante) aumenta la estacionalidad salvando energia para la fusión

Francou et al., 2003, 2004, (J.Geophys. Res.)

Wagnon et al., 1999; Favier et al., 2004; Sicart et al., 2005

M 02 A 02 M 02 J 02 J 02 A 02 S 02 O 02 N 02 D 02 J 03 F 03 M 03

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100

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A 99 S 99 O 99 N 99 D 99 J 00 F 00 M 00 A 00 M 00 J 00 J 00 A 00

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-100

0

100

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En

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(W m

-2)

H

S

L

LE

H

S

L

LE

ANTIZANA (0°28'S, 4890 m asl)

ZONGO (16°S, 5050 m asl)E

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xes

(W m

-2)

Ene

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fluxe

s (W

m-2

)

• Radiación neta de onda corta S• Radiación neta de onda larga L• Flujo turbulento de calor sensible H•Flujo turbulento de calor latente LE

Favier et al., 2004 J.Geophys.Res

Sicart et al., 2005 J.Geophys.Res.

Flujos en la superficie de glaciaresen el Antizana (Ecuador) y en el Zongo (Bolivia)

1/ Evidencias de las cambios ocurridos en los glaciares de la zona

3/ Una respuesta a la evolución del clima a nivel regional

2/ Los procesos de fusión en la superficie de los glaciares

Los periodos de ablación intensa/moderada en los glaciaresdel Ecuador (0°) y Bolivia (16°S) son sincrónicos

Ejemplo de la década 1995-2005

-40000

-35000

-30000

-25000

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1

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0

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1

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3

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4

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5

cum

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tive

bal

ance

(m

m w

.e.)

ZONGO 5150-5030

CHACALTAYA 5350-5130

ANTIZANA 15alpha 5000-4800

CHARQUINI SUR

Francou et al., 2007 Sem. Bogota 2005

periodos de fuerte

ablación

periodos de ablación reducida

Esto sugiere que las mismas fluctuaciones climáticas impactan los glaciares de la región andina central entre el trópico y el ecuador

IHH SENAMHINAMHI

-25000

-20000

-15000

-10000

-5000

0

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1

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2

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ZONGO 5150-5030

CHACALTAYA 5350-5130

ANTIZANA 15alpha 5000-4 8 0 0MEI

WARM

COLD

CENTRAL CENTRAL PACIFIC PACIFIC SSTaSSTaP

inatubo

‘s

Los Los eventoseventos ENSO ENSO afectanafectan los los glaciaresglaciares aumentandoaumentando(El Ni(El Niñño) o) yy disminuyendodisminuyendo (La (La NiNiññaa)) la la ablaciablacióónn

volcanic veilFrancou et al., 2003, 2004, (J.Geophys. Res.)

~ -2 W m-1

• Balance de masa mensual en las zonas de ablación (izq.)

• Multivariate ENSO Index en el Pacífico Central (der.)

• Periodo 1991-1993 (años El Niño) con balances equilibrados en Bolivia (albedo estratósfera)

CorrelaciCorrelacióónn entre la entre la temperaturatemperatura superficialsuperficial del del PacPacííficoficoy el y el balance de balance de masamasa de los de los glaciaresglaciares

EjemploEjemplo de de ChacaltayaChacaltaya (16(16°°S, Bolivia)S, Bolivia)

Francou et al., 2003 (J.Geophys. Res.)

Mejora correlación entre Chacaltaya y temperatura superficial del Pacífico: Niño 1-2 con 2 meses de retraso

CorrelaciCorrelacióónn entre la entre la temperaturatemperatura superficialsuperficial del del PacPacííficoficoy el y el balance de balance de masamasa de los de los glaciaresglaciares

EjemploEjemplo del del AntizanaAntizana 15 (015 (0°°28S, Ecuador)28S, Ecuador)

Francou et al., 2004 (J.Geophys. Res.)

Mejora correlación entre la ablacion en el Glaciar Attizana 15 y temperaturasuperficial del Pacífico: Niño 4 con 3 meses de retraso

¿¿Que Que ocurreocurre en los en los glaciaresglaciares duranteduranteEl NiEl Niñño /o // La / La NiNiññaa? ?

•• DisminuyenDisminuyen las las precipitacionesprecipitaciones(en Bolivia(en Bolivia: : --110%/0%/--30%)30%)

•• AumentanAumentan las las precipitacionesprecipitaciones en en (m(mááss en en Bolivia que en el Bolivia que en el EcuadorEcuador) )

cantidadcantidad y y frecuenciafrecuenciacontrolacontrola elel albedoalbedo

•• DisminuyeDisminuye la la nubosidadnubosidad((mmááss en Bolivia)en Bolivia)

•• AumentaAumenta la la nubosidadnubosidad

aumentaaumenta//disminuyedisminuye la la cantidadcantidad de de radiaciradiacióónn de de ondasondas cortascortas entranteentrante SSW↓

•• AumentaAumenta la la temperaturatemperaturaatmosfatmosfééricarica

•• BajaBaja la la temperaturatemperaturaatmosfatmosfééricarica

SubeSube//bajabaja el lel líímitemite lluvia/nievelluvia/nieve en los en los glaciaresglaciares ––afectandoafectando el el albedoalbedo --y y aumentaaumenta el el flujoflujo de de calorcalor sensiblesensible

Wagnon et al., 2001 (J.Glaciog); . Francou et al., 2003, 2004, (J.Geophys. Res.)

Tambien la temperatura a nivel del suelo en los Andes tropicales aumentó desde 1976

Datos instrumentales según Vuille et al. (2003 and in press)

Evolución de la anomalía de la temperatura con el promedio 1961-1990 entre 1939 y 1998. Compilación de 279 estaciones entre 1°N y 23°S.

o 1939-2006: +0.10°C/década sea : +0.68°C

Vuille et al., in press

UNMASS

IHH SENAMHINAMHI

La evolución de las precipitaciones en los Andes tropicales desde 30 años fué mas heterogénea

Datos instrumentales según Vuille et al. (2003)

Esta discrepancia regional es inconsistente con la evolución de los glaciares, que presenta la misma señal de retroceso en todos los Andes Centrales

UNMASS

IHH SENAMHINAMHI

1/ Evidencias de las cambios ocurridos en los glaciares de la zona

3/ Una respuesta de los glaciares al clima a nivel regional

4/ Efecto sobre el recurso agua a partir de un ejemplo

2/ Los procesos de fusión en la superficie de los glaciares

Impacto del retroceso glaciar sobre el recurso agua:

una cuestión todavia insuficientemente documentadaEjemplo del Valle de Zongo (Cordillera Real, Bolivia) según Ribstein et al. (1999)

q disminución del recurso agua en las cuencas con pocos glaciares

q glaciares mantienen los caudales los años secos y cálidos (ENSOw)

q importancia de las bases de datos de larga duración para calibrarlos modelos (clima/glaciare/hidrología)

Huayna Potosi ~70% glaciares

Charquini (-10% glaciares)

COBEE IHH

CONCLUSICONCLUSIÓÓN 1 : N 1 : la la recesirecesióón de los n de los glaciaresglaciares de los Andes Centrales de los Andes Centrales traducetraduce unauna evolucievolucióónn del del climaclima ocurridoocurrido a a medianomediano de los de los aaññosos 19701970

•• Los Los glaciaresglaciares no estno estáánn en en equilibrioequilibrio con con laslas condicionescondiciones climclimááticasticas actualesactuales (1991(1991--2007): 2007): las las ELAsELAs son en son en promediopromedio demasiadodemasiado altasaltas (~70(~70--80 m en el 80 m en el casocaso del del ZongoZongo y del y del AntizanaAntizana) para que los ) para que los glaciaresglaciares mantenganmantengan durablementedurablemente su su geometrgeometrííaa actualeactuale

•• En los En los casoscasos extremasextremas ((ChacaltayaChacaltaya, , CarihuayrazoCarihuayrazo, , glaciaresglaciares bajosbajos y y pequepequeññosos), las ), las ELAsELAs estestáánn arribaarriba de de sussus llíímitesmites superioressuperiores y los y los glaciaresglaciares de de estaesta categorcategorííaa tienentienen quequedesapacerdesapacer porpor completocompleto dentrodentro de los de los prpróóximosximos aaññosos

•• A A pesarpesar de la de la complejidadcomplejidad del balance del balance energenergééticotico, , todotodo indicaindica queque el factor clave del el factor clave del aumentoaumento de de laslas ppéérdidasrdidas de los de los glaciaresglaciares eses la la degradacidegradacióónn del del albedoalbedo queque influyeinfluye sobresobreel balance el balance radiativoradiativo, , estoesto particularmenteparticularmente en el en el periodoperiodo del del aaññoo con mayor con mayor energenergííaaincidenteincidente, , queque correspondecorresponde al al periodoperiodo de de precipitaciprecipitacióónn ((veranoverano) )

•• La La elevacielevacióónn de la de la temperaturatemperatura atmosfatmosfééricarica ((tendenciatendencia multidecadal+fasesmultidecadal+fases ccáálidaslidas del del ENSO) ENSO) pareceparece ser un factor ser un factor determinantedeterminante de la de la degradacidegradacióónn de los de los glaciaresglaciares andinosandinos. La . La trasmisiontrasmision del del recalentamientorecalentamiento atmosfatmosfééricorico al balance al balance energenergééticotico se produce se produce porpor grangranparte a parte a travtravééss de la de la fasefase de de laslas precipitacionesprecipitaciones (feedback (feedback sobresobre el el albedoalbedo). ).

IHH(B)-SENAMHI(B)-COBEE(B)-SENAMHI(P)-INRENA(P)-INAMHI(E)-EMAAP-Q(E) IDEAM(C)

CONCLUSICONCLUSIÓÓN 2N 2nuestrosnuestros estudiosestudios muestranmuestran queque los los glaciaresglaciares andinosandinos son son muymuy vulnerablesvulnerables al al

recalientamientorecalientamiento previstoprevisto porpor los los modelosmodelos de de circulacioncirculacion general general (IPCC, 2007)(IPCC, 2007)

Venezuela

0°

10 °S

20 °S

10 °N

S.N. de Cocuy Santa Isabel

Antizana 15 & 12 Carihuayrazo - Cotopaxi

Artezonraju Yanamarey Sullcón Sullcón

Zongo Chacaltaya Charquini Sur

CONCLUSIÓN 3Crear un verdarero observatorio permanente de glaciares en

los Andes Centrales

IRD-IHH-GRANT-SENAMHI-INRENA-INAMHI-EMAAP Q – IDEAM -

INGEOMINAS

GLACIOCLIM

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Heat flux measurements on Zongo glacier (6000 m), Bolivia

¡gracias!